Похожие вопросы
2025-10-31 06:57:16
Цепь состоит из последовательно включенных резистора сопротивлением R = 25 Ом, конденсатора емкостью C = 200 мкФ и катушки индуктивности L = 30 мГн. Ток, протекающий в цепи, равен I = 0,75 A.
- Определите полное напряжение цепи.
- Определите напряжение на резисторе.
- Определите напряжение на катушке.
- Определите напряжение на конденсаторе.
- Определите сдвиг фаз cos φ.
Физика 11 класс Электрические цепи переменного тока физика 11 класс электрическая цепь резистор конденсатор катушка индуктивности полное напряжение напряжение на резисторе напряжение на катушке напряжение на конденсаторе сдвиг фаз cos φ ток в цепи Новый
2025-10-31 06:57:42
Для решения данной задачи, нам нужно использовать основные формулы для расчета напряжений на каждом элементе цепи и сдвига фаз. Рассмотрим все шаги подробно.
1. Определение полного напряжения цепи:Полное напряжение в цепи можно найти по закону Ома для полной цепи, учитывая, что резистор, конденсатор и катушка индуктивности соединены последовательно. Полное напряжение (U) будет равно сумме напряжений на каждом элементе цепи.
2. Напряжение на резисторе (UR):Напряжение на резисторе можно рассчитать по формуле:
- UR = I * R
Подставим значения:
- UR = 0.75 A * 25 Ом = 18.75 В
Для расчета напряжения на катушке индуктивности используем формулу:
- UL = I * XL
Где XL - реактивное сопротивление катушки, которое можно найти по формуле:
- XL = 2 * π * f * L
Для нахождения XL нам нужно знать частоту f. Предположим, что частота f = 50 Гц (стандартная частота в России).
- XL = 2 * π * 50 Гц * 30 * 10^(-3) Гн ≈ 9.42 Ом
Теперь подставим XL в формулу для UL:
- UL = 0.75 A * 9.42 Ом ≈ 7.07 В
Напряжение на конденсаторе рассчитываем по формуле:
- UC = I * XC
Где XC - реактивное сопротивление конденсатора, которое можно найти по формуле:
- XC = 1 / (2 * π * f * C)
Подставим значения:
- XC = 1 / (2 * π * 50 Гц * 200 * 10^(-6) Ф) ≈ 15.92 Ом
Теперь подставим XC в формулу для UC:
- UC = 0.75 A * 15.92 Ом ≈ 11.94 В
Теперь мы можем найти полное напряжение цепи, складывая напряжения на резисторе, катушке и конденсаторе:
- U = UR + UL + UC
- U = 18.75 В + 7.07 В + 11.94 В ≈ 37.76 В
Сдвиг фаз можно определить по формуле:
- cos φ = R / Z
Где Z - полное сопротивление цепи, которое можно найти по формуле:
- Z = √(R² + (XL - XC)²)
Подставим значения:
- Z = √(25² + (9.42 - 15.92)²) ≈ √(625 + 42.79) ≈ √667.79 ≈ 25.83 Ом
Теперь подставим Z в формулу для cos φ:
- cos φ = 25 / 25.83 ≈ 0.97
Итак, подведем итоги:
- Полное напряжение цепи: U ≈ 37.76 В
- Напряжение на резисторе: UR = 18.75 В
- Напряжение на катушке: UL ≈ 7.07 В
- Напряжение на конденсаторе: UC ≈ 11.94 В
- Сдвиг фаз: cos φ ≈ 0.97